320排动态容积CT评估钙化斑块对诊断冠状动脉狭窄程度的影响

谢福荣，许化致，姜亿一，曹国全，吴恩福

（温州医科大学附属第一医院 放射科，浙江 温州 325015）

·论 著·

320排动态容积CT评估钙化斑块对诊断冠状动脉狭窄程度的影响

谢福荣，许化致，姜亿一，曹国全，吴恩福

（温州医科大学附属第一医院 放射科，浙江 温州 325015）

目的：分析不同程度钙化斑块对320排动态容积CT冠状动脉成像（320-CCTA）评估冠脉狭窄的影响。方法：回顾性分析161例接受320-CCTA检查，并于4周内接受冠状动脉造影（CAG）检查的冠心病疑诊患者的临床资料。以CAG为“金标准”，判断320-CCTA诊断伴不同程度钙化斑块冠状动脉狭窄的准确性；对照CAG结果，绘制320-CCTA的受试者工作特征曲线（ROC曲线）并计算曲线下面积（AUC）值。结果：161例320-CCTA图像质量为4分121例（占75.2%），3分40例（占24.8%）。全部病例无阶梯伪影及运动伪影。182（占7.9%）冠脉节段中发现不同程度钙化斑块，其中轻度钙化斑块136（占5.9%）、中度钙化斑块39（占1.7%）、重度钙化斑块7（占0.3%）。320-CCTA诊断冠状动脉狭窄≥50%的敏感性、特异性：非钙化斑组为98.3%、81.3%，混合斑块组为100%、86.2%，轻度钙化78.6%、99.2%，中度钙化90%、86.2%，重度钙化100%、66.7%，其ROC曲线AUC值分别为0.90、0.93、0.89、0.88和0.83。结论：受重度钙化影响，320-CCTA诊断冠脉狭窄≥50%的准确性有所降低，但总体上具有较高的准确性。

体层摄影术，X线计算机；冠状动脉造影；斑块；曲线下面积

冠状动脉粥样硬化性心脏病指冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄或阻塞，或/和因冠状动脉功能性改变（痉挛）导致心肌缺血低氧或坏死而引起的心脏病，统称为冠状动脉性心脏病，简称冠心病。我国城乡人群冠心病住院率逐年上升，且发病年龄具有年轻化趋势[1]。随着螺旋CT技术发展，冠状动脉CT血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）已经成为冠心病首选无创性检查，在低、中危冠心病患者的筛查中起重要的作用[2]，但如何准确评估中、重度钙化斑块管腔狭窄仍是CCTA的挑战。

本研究旨在分析320排动态容积CT冠脉成像（320-CCTA）诊断冠状动脉狭窄的准确性，评估不同成分斑块、不同程度钙化斑块的影响。

1 资料和方法

1.1 一般资料 回顾性分析2012年7月-2013年2月本院拟诊为冠状动脉性心脏病的161例患者资料，男104例，女57例，年龄37～85岁，平均（62.58±9.3）岁；表现为胸痛64例，胸闷90例，阵发性意识不清7例；伴糖尿病33例，高脂/胆固醇血症51例，高血压116例。所有病例均先行320-CCTA，并在随后4周内完成常规冠状动脉造影（invasive coronary angiography，CAG）。

1.2 320-CCTA检查

1.2.1 检查过程：采用双筒高压注射器经肘静脉注入碘海醇（350 mg I/mL）50～80 mL，流速为5.0 mL/s，注射完毕后再以同样流速注入0.9%氯化钠溶液40 mL，扫描模式为Volume采集，管电压为120 kV，管电流根据患者体型设为350～580 mA，扫描视野为FOV-M，转速为0.35 s，探测器准直为320 mm×0.5 mm，增强扫描应用SureStart造影剂追踪技术，自动触发扫描。所有患者均采用回顾性心电门控扫描。

1.2.2 图像后处理：选择心动周期5%～95%时相间隔10%重组10组冠状动脉图像，层厚0.5 mm，间距0.5 mm。选择冠状动脉显示最佳组。采用Vitrea FX软件进行后处理重组图像，行容积重现、最大密度投影、多平面重建及曲面重建；对有斑块节段，进行轴位重建显示。

1.3 分析方法

1.3.1 冠脉分段及CCTA图像质量评分：根据美国心脏协会分类指南[7]将冠状动脉分为15段。根据Frank J的CCTA图像质量评价标准，分为4个等级。4分：优秀，3分：良好，2分：可接受，1分：不可接受。

1.3.2 冠状动脉狭窄程度判断标准以及斑块性质分类：按照美国心脏协会推荐的冠状动脉分段方法，采用5分制目测半定量方法评估冠状动脉狭窄程度：正常为0分，狭窄＜25%为1分，狭窄25%～50%为2分，狭窄50%～75%为3分，狭窄75%～100%为4分。斑块分为非钙化斑块（noncalcified plaque，NCP，包括软斑块、纤维斑块），混合斑块（mixture plaque，MP，钙化＜50%），钙化斑块（calcified plaque，CP，钙化≥50%），根据钙化斑块的轴位覆盖范围分为轻度钙化（LCP，＜90°），中度钙化（MCP，90°～180°），重度钙化斑（SCP，＞180°）。对所有直径≥1.5 mm的冠状动脉节段进行分析，测量管腔狭窄率。狭窄率=（狭窄段近心端正常血管直径-最狭窄处直径）/狭窄段近心端正常血管直径×100%。320-CCTA图像由2位放射科医师进行分析，有分歧时由2人商议后判定。CAG结果由2位心内科医师目测或利用定量工具分析血管狭窄程度。

1.4 统计学处理方法 采用SPSS17.0软件进行统计分析。对CAG及320-CCTA结果进行Kappa一致性检验（Kappa≥0.75两者一致性较好；0.75＞Kappa≥0.4两者一致性一般；Kappa＜0.4两者一致性较差）。参照CAG结果，绘制320-CCTA的受试者工作特征曲线（ROC曲线）并计算曲线下面积（AUC）值（AUC值在0.7～0.9时有一定准确性；AUC值＞0.9时有较高的准确性）。

2 结果

2.1 320-CCTA图像质量 图像质量4分121例（占75.2%），图像质量3分40例（占24.8%）。全部患者未见阶梯伪影。根据美国心脏协会的分类指南将冠状动脉分为15个节段，本组161例320-CCTA共有2 305（占95.4%）冠状动脉节段可做定量评价，有110（占4.6%）冠脉节段未显示。

2.2 320-CCTA与CAG结果 全部161例CAG检出冠状动脉狭窄≥50%患病率为64.6%（104/161），无显著狭窄占35.4%（57/161）；单支血管病变75例（占46.6%），2支血管病变16例（占9.9%），3支血管病变13例（占8.1%）。

320-CCTA显示无斑块节段1 920（占83.3%），NCP节段106（占4.6%），MP节段97（占4.2%），LCP节段136（占5.9%），MCP节段39（占1.7%），SCP节段7（占0.3%）。CAG检测LCP、MCP、SCP节段冠脉狭窄≥50%阳性率分别为10.3%（14/136）、25.6%（10/39）、57.1%（4/7），SCP节段冠脉狭窄≥50%阳性率明显高于LCP、MCP节段。

2.3 320-CCTA诊断冠脉狭窄≥50%准确性 见表1-2。

表1 不同类别斑块对320-CCTA诊断准确性影响

表2 不同血管、图像质量等级对320-CCTA诊断准确性影响

3 讨论

目前在众多冠心病检查方法中，CAG仍是诊断冠心病的“金标准”，并可对阻塞性冠状动脉病变进行介入治疗。随着螺旋CT技术以及心电门控扫描技术的发展，CCTA在冠心病诊断中有替代CAG的趋势。美国心脏协会于2009年达成共识，对于高危冠心病患者，由于钙化等影响准确性，以及介入治疗的需要，为提高患者检查效率、降低医疗负担，建议首选CAG；对于轻、中危冠心病患者，CCTA有很高的特异性、阴性预测值，可大大降低CAG的检查率，但CCTA是否具有预测心血管事件、指导临床对病变的干预尚缺乏足够的研究证据[2]。心率（心律）的限制、有效辐射剂量、诊断钙化斑块管腔狭窄准确性等是制约CCTA运用的主要因素。本研究旨在分析320-CCTA诊断冠心病的准确性，评估不同程度冠脉钙化的影响。

320-CCTA拥有16 cm宽幅探测器，实现全心脏0时相差成像，提升Z轴空间及时间分辨率；结合其自适应迭代剂量减低技术，达到减低辐射剂量的同时维持影像噪声质地的优秀表现[3]；本组资料中图像质量4分占75.2%，图像质量3分占24.8%，所有CCTA图像无阶梯伪影。CCTA的图像质量是CT设备参数、扫描技术以及检查者生理指标（体型、心率/心律、呼吸等）的综合体现，决定其诊断冠状动脉病变的准确性。本组资料中320-CCTA图像质量4分和3分诊断冠心病AUC值分别为0.91、0.81，准确性差异有统计学意义；当CCTA图像质量为3分时，评估冠脉狭窄需排除假象的可能（见图1）。由于心脏运动中回旋支、右侧冠脉近中段运动速度快以及血管走向垂直扫描走向等因素，基于血管分析，CCTA评估左侧冠脉主干、前降支准确率最高，回旋支、右侧冠脉近中段准确性有所降低[4]。本组资料中，右侧冠脉、前降支的320-CCTA诊断冠心病的AUC值分别为0.92、0.89，有较高准确性，回旋支AUC值为0.81，有一定准确性，与文献相符。使用Vitreal工作站可批量处理不同时相图像数据，多时相实时对比，选取最佳时相。本组病例所有检查均于5%～95% R-R间期间隔10%重建10组时相数据，根据需要增加1%间隔时相数据，如60%～70% R-R间期间隔1%重建10组数据。

图1 CCTA图像质量影响诊断准确性

冠状动脉粥样斑块钙化总发生率可达70%～80%，在CCTA检查中发现含钙化冠状动脉病变占全部病变的49%[5]。钙化积分（agatston calcium scoring，ACS）是检测冠状动脉管壁钙化程度的重要方法，可一定程度提示、诊断冠心病及预测冠心病事件。以被检查者的ACS＞150作标准预测冠脉显著狭窄（冠脉狭窄≥50%）的特异性（为95%）达到CCTA水平，敏感性为29%，当被检查者的ACS＞400时，可提示冠脉显著性狭窄的存在[6]。由于管腔正性重构以及斑块钙化时体积减小，大部分钙化斑块并不导致管腔狭窄（见图2）。本研究中基于冠脉节段分析，LCP、MCP、SCP节段中冠脉狭窄≥50%的阳性率分别为10.3%（14/136）、25.6%（10/39）、57.1%（4/7），显示轴位钙化斑块覆盖的范围增加，冠心病发病率明显上升。有研究显示，不同形态钙化斑块冠状动脉显著狭窄发生率有显著差别，点状钙化几乎不致冠脉显著狭窄，壳状、弥漫性钙化冠心病阳性率明显升高[7]。向心性斑块一般为动脉中、外膜增厚，由于外膜纤维化和增厚导致动脉缩窄，使血管发生负性重构；偏心性斑块对侧血管壁血管内皮相对完整，由于对一氧化氮的敏感反应，以及斑块中的脂质诱发的巨噬细胞浸润和明胶酶谱活性增高均促使血管壁发生外向扩张形成正性重构[8]。当血管轴位钙化斑块范围越大，如壳状、弥漫性钙化，血管发生负性重构概率增大。

图2 320-CCTA对不同程度钙化斑块冠脉狭窄显示

CCTA可以从不同方位、技术观察管腔、管壁情况，直接显示粥样硬化斑块，定量评估管腔狭窄。由于受钙化的线束硬化伪影和部分容积伪影影响，CCTA易高估钙化斑块冠脉狭窄程度，准确性下降。本组资料示NCP、LCP、MCP、SCP的320-CCTA诊断冠脉狭窄≥50%的AUC值分别为0.90、0.89、0.88、0.83，显示320-CCTA诊断不同程度钙化冠状动脉狭窄有一定准确性。随着钙化斑块的弧形覆盖范围的增加，302-CCTA的诊断效能下降。德国Vavere等[9]根据冠脉轴位覆盖范围分级钙化斑块，64排CT诊断NCP、LCP、MCP、SCP冠脉狭窄≥50%的AUC值分别为0.86、0.85、0.82、0.81，同样提示钙化斑块的轴位覆盖范围影响CCTA诊断管腔狭窄的准确性。钙化斑块所致的线束硬化伪影、部分容积伪影是影响CCTA对冠脉管腔显示的主要因素，线束硬化伪影主要与钙化斑的致密度以及厚度相关[10]，扫描射线方向的钙化厚度越大，射线衰减增加，线束硬化伪影增高。弧形钙化斑块在扫描射线方向上有一定重叠，并且呈部分包绕血管之势，其部分容积伪影、线束硬化伪影对管腔的影响将更加明显。Ong等[11]报道ACS＜142时，64排CCTA诊断冠心病的敏感性、特异性分别为85.4%、98.1%，ACS＞142时，分别为79.9%、92.8%，2组差异无统计学意义，可能由于ACS＞142时冠心病的阳性率增高。笔者分析ACS作为冠脉钙化的体积总和，不能体现钙化对管腔狭窄以及对CCTA准确评估管腔的影响，钙化斑块的轴位覆盖范围将是一个有意义的指标。

总之，钙化斑块血管轴位覆盖范围与管腔狭窄有一定相关性，亦能很好地体现钙化对CCTA诊断冠脉狭窄的影响；320-CCTA能对钙化斑块狭窄进行准确评估，大弧形钙化斑块、环形钙化斑块对CCTA准确性有一定影响。

[1] 谢学勤, 张秀英, 赵冬, 等. 北京市居民冠心病住院率及其变化趋势[J]. 中华心血管病杂志, 2012, 40(3): 188-193.

[2] Mark DB, Berman DS, Budoff MJ, et al. ACCF/ACR/AHA/ NASCI/SAIP/SCAI/SCCT 2010 expert consensus document on coronary computed tomographic angiography: a report of the American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents[J]. Circulation, 2010, 121(22): 2509-2543.

[3] 蔡楚逸, 曹国全, 胡浩, 等. 320排容积CT冠状动脉成像低剂量扫描技术的临床应用[J]. 温州医科大学学报, 2014, 44(5): 352-356.

[4] 刘品明, 郑海生, 罗年桑, 等. 64层螺旋CT冠状动脉成像对冠心病诊断的应用价值[J]. 中华心血管病杂志, 2010, 38 (10): 909-913.

[5] Leschka S, Alkadhi H, Plass A, et al. Accuracy of MSCT coronary angiography with 64-slice technology: first experience[J]. Eur Heart J, 2005, 26(15): 1482-1487.

[6] Lau GT, Ridley LJ, Schieb MC, et al. Coronary artery stenoses: detection with calcium scoring, CT angiography, and both methods combined[J]. Radiology, 2005, 235(2): 415-422.

[7] Thilo C, Gebregziabher M, Mayer FB, et al. Correlation of regional distribution and morphological pattern of calcification at CT coronary artery calcium scoring with non-calcified plaque formation and stenosis[J]. Eur Radiol, 2010, 20(4): 855-861.

[8] 董莘, 秦崇, 时文伟, 等. 冠状动脉粥样硬化斑块特征和管腔重构的320排CT研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2013(12): 5238-5243.

[9] Vavere AL, Arbab-Zadeh A, Rochitte CE, et al. Coronary artery stenoses: accuracy of 64-detector row CT angiography in segments with mild, moderate, or severe calcification—a subanalysis of the CORE-64 trial[J]. Radiology, 2011, 261 (1): 100-108.

[10] 吴骏峰, 杨长伟, 李明. 多层螺旋CT评价脊柱金属置入物产生金属伪影及其影响因素[J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2009, 13(9): 1677-1680.

[11] Ong TK, Chin SP, Liew CK, et al. Accuracy of 64-row multidetector computed tomography in detecting coronary artery disease in 134 symptomatic patients: influence of calcification[J]. Am Heart J, 2006, 151(6): 1321-1323.

（本文编辑：吴健敏）

Impact of calcified plaque on the diagnostic accuracy in detecting coronary stenosis using 320-slice MDCT

XIE Furong, XU Huazhi, JIANG Yiyi, CAO Guoquan, WU Enfu. Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To investigate the diagnostic accuracy of 320-slice dynamic volume coronary CT angiography (320-CCTA) in detecting coronary stenosis and to analyze the impact of coronary calcium in different calcification burden groups. Methods: The retrospective analysis enrolled 161 cases undergoing 320-CCTA and thereafter invasive coronary angiography (CAG) within 4 weeks for suspected coronary artery disease. Compared to CAG, the pretest probability of coronary stenosis was analyzed; the receiver operation characteristic (ROC) curve and area under curve of ROC (AUC) were used for statistical analyses. Results: Of 161 patients, 121 cases (75.2%) with optimal imaging quality (scale 4), 40 patients (24.8%) with adequate quality (scale 3). No any stairstep artifact or motion artifact in all cases. A total of 182 (7.9%) segments had some degree of calcification, of all segments, 136 (5.9%) had lightly calcification, 39 (1.7%) had moderate calcification, 7 (0.3%) had severely calcification. The sensitivity and specificity of 320-CCTA for detecting coronary stenosis were at least 50%: noncalcified plaque group (NCP) 98.3%, 81.3%, mixture plaque group (MP) 100%, 86.2%, lightly calcified plaque group (LCP) 78.6%, 99.2%, moderately calcified plaque group (MCP) 90%, 86.2%, severely calcified plaque group (SCP) 100%, 66.7%, the AUC was 0.90, 0.93, 0.89, 0.88, 0.83, respectively. Conclusion: Generally 320-CCTA provides high diagnostic accuracy; but the accuracy will be decreased due to severely calcification.

tomography, x-ray computed; coronary angiography; plaque; AUC

R814.42

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2015.08.006

2014-10-14

温州市公益性科技计划项目（Y20140613）。

谢福荣（1982-），男，江西于都人，住院医师，在职硕士生。

吴恩福，主任医师，硕士生导师，Email：wzwef@163. com。